JPH0514892A

JPH0514892A - 画像監視装置

Info

Publication number: JPH0514892A
Application number: JP18384691A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Togashi; 雄一富樫; Hajime Ohata; 元大波多; Hiroshi Fukuda; 浩福田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ＩＴＶカメラで撮像される監視領域中に侵入物
体があり画像の変化領域として抽出されるときに、その
変化領域の形状でで変化物体を特定すると速度が決定さ
れるため、次の画像取り込みでのこの侵入物体の移動可
能位置が求まり、この領域中に同じ大きさの移動物体を
検知したときに侵入物体が移動したと見なして、前検知
位置から現検知位置まで線分を引くとこで、この物体を
追跡することを特徴とする画像監視装置。【構成】モニタ５画面の背景中に、検知エリアを設定
し、このエリア内に複数の侵入物体が現われ移動してい
くとき、その侵入物体の速度を考慮して侵入物体を矩形
表示すると共に、追跡して軌跡を描く。また、移動し得
ない場所に移動物体を検知した時には、これは新たな侵
入物体と見なす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像監視装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像監視装置の一例として、例
えば図２に示すものが知られている。すなわち、例えば
ＩＴＶカメラ（撮像手段）１は監視領域を含む撮像領域
７内の画像を撮像し、電気信号に変換する。このＩＴＶ
カメラ１で撮像された画像信号は、伝送路２によって処
理装置３に送られて、処理装置３によって侵入物検知の
ための画像処理と判断が行われる。その結果、侵入物を
検知すると、モニタ５の画面上に侵入物の表示を行った
り、警報装置６よりアラームを発したりするようになっ
ている。

【０００３】処理装置３では、図２０に示すブロック図
で以下の処理が行われる。すなわち、まずＩＴＶカメラ
１からは、撮像領域７の画像が処理装置３に連続的に取
り込まれる。処理装置３は、取り込んだ画像信号をＡ／
Ｄ変換器３ａにより一定時間おきにアナログ−ディジタ
ル変換し、画像メモリ３ｂに記憶する。次に、各部３Ｃ
〜３ｅにより図１５〜図１８で示す画素間処理を行う。
前述のようにある時間ｔ＝ｔ０で画像を取り込み、記憶
した背景画像データが図１５である。その後、この画像
データとｔ＝ｔ１の時に取り込んだ画像（図１６）との
画像データの画素単位で輝度の差分を計算する。この結
果を図１７に示す。但し、この結果は画像のノイズ成分
をはらんでいるので、ある一定値（輝度の閾値）で２値
化して本来の画像の変化分を抽出する。図１８は、図１
７の結果を「閾値＝４」で２値化したものである。つま
り、差分値４以上の画素を「１」として、４以下の画素
を「０」とする。この結果、本来の変化領域の画素が
「１」として検出される。

【０００４】変化領域を求めたならば次に、図２１、図
２２に示す手法でこの変化領域に外接する矩形を求め、
大局変化領域を求める。最初に２値化画像をｕ軸（横
軸）に射影をとる。すると図２２ａのような曲線が得ら
れるが、この値の大きな所が変化領域となる。そこでそ
の一定値より大きな所についてｖ軸（縦軸）に射影をと
る。この射影の値は、図２２のような曲線となる。その
射影値の一定値以上の領域を、変化領域とすることがで
きる。

【０００５】このｕ，ｖ軸の変化領域を繋げると、変化
領域を取り囲む矩形１４（ａ）−１４（ｄ）ができる。
その矩形の大きさがある一定値（画素数の閾値）より多
いならば、処理回路３は侵入物の検知と見なす。

【０００６】次に、新たな画像を取り込み前記の処理で
侵入物を検出する。それでここで検出された物体と、前
の取り込み画像で検出された物体とが同一の物体かどう
かのマッチング処理を行ない、同一ならば以前の位置か
ら現侵入物体の位置まで線分を引いて、この物体の経路
を表示する。このマッチング処理は侵入物体が移動して
検知された場合、その物体のなかで大きさが同一である
侵入物体を選びだし、それらの位置と過去の位置との距
離を算出して最も小さいものとが同一の物体とする。

【０００７】また、輝度の閾値は撮像領域の明るさによ
って異なり、矩形の大きさの閾値は本来検出するべき物
体の大きさによって異なるので、予めこの２つの閾値を
設定する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像監視装置で
は、低速な物体と高速の物体が検知エリア内で移動した
場合、かつその物体が接近していることがある場合、こ
の物体同士を混同してしまうことがある。また速さ情報
がわからないために、侵入物体を追跡するときに見失う
ことがあった。

【０００９】そこで、本発明は、おのおのの侵入物体の
移動先をその特定の速さ情報を用いて求められ、追跡す
ることができる画像監視装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、侵入物に応じた速度を規定しておいて、
検知された侵入物体の大きさ、形状情報より規定された
速度を割り出し、その速度情報と大きさ情報、そして移
動方向の情報を用いて、侵入物体のマッチングを行な
う。

【００１１】

【作用】この発明は、侵入物が暫くなくて、画像に変化
がない状態が続いた後、侵入物が入ってきて画像中の検
知エリア内に変化をおよぼした時にその侵入物体の大き
さ、形状を求め、その情報よりあらかじめ登録してある
情報から物体の速度を求めておく。

【００１２】ついで次の取り込み画像で、侵入物体が移
動して画像の変化として検知されたときに、この検知場
所と以前に検知された場所との距離がこの物体の速さか
ら算出される距離以内であって、その検知された物体の
大きさ・形状が以前に検知された物体の大きさ・形状と
同じときにこれらの物体は同一物体であって、移動した
ものだと見なす。と同時にこの移動した位置から移動の
方向が記憶される。

【００１３】そのため次の画像でさらに画像の変化から
侵入物体が検知されたときには、形状・速さ・方向の情
報を用いてこの物体の認識をする。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図１４を参照して
詳細に説明する。

【００１５】図３は平常時侵入物体のない画像で、図１
のＩＴＶカメラ１によって撮像された画像は、通常モニ
タ５の画面にリアルタイムで表示される。図２は監視領
域中に検知処理を行なうエリアつまり検知エリアをライ
トペン４で設定し、さらに目的物体とその形状とを設定
している例である。図５〜図７はこの検知エリア内に人
間と自動車という異なった大きさ・形状、速さの物体が
侵入してきた例の図である。図８〜図１０は図５〜図７
のように侵入物体が動いた時に、これらの物体を検知し
て追跡している例である。図１１〜図１３は、形状・大
きさが同じ物体が検知されたが移動距離が大きすぎて新
たな侵入物体と見なした例である。

【００１６】本実施例のブロック図を図１に示す。監視
エリアと物体の形状・大きさの設定は、撮像領域７をモ
ニタ５に写し出しながら、ライトペン４をモニタ５の画
面に接することにより行う。検知エリア設定部３ｇは、
ライトペン４の信号とモニタ５の同期信号とから監視エ
リアの座標を計算し、その情報をメモリ３ｂに記憶す
る。また形状・大きさを矩形を描くことで指定して、そ
の後その大きさにあてはまる物体（図４では、５種類）
を、右下の棒状部で指定すると、設定メモリにその内容
と物体による速度が書き込まれる。但し、メモリ３ｂの
うちこの設定情報を記憶する部分は不揮発性であるの
で、１度監視エリアを設定したなら、変更しない限り２
度目の設定は不要である。ＩＴＶカメラ１からの画像信
号は、Ａ／Ｄ変換器３ａでＡ／Ｄ変換された後、変化領
域抽出部３ｃで移動物体領域の抽出を行なった後、移動
物体が矩形で切り出される。その切り出された移動物体
領域は移動物体追跡部３ａで新たな侵入物体か過去の侵
入物体の移動かが判断され、過去の侵入物体の移動なら
ば以前の取り込み画像のどの侵入物体が今回取り込んだ
画像のどこに移動したかという移動物体間の照合処理を
行ない侵入物体を追跡する。

【００１７】処理は図１４に示すフローで行われる。

【００１８】まず背景画像としてＩＴＶカメラ１から画
像信号がＡ／Ｄ変換器３ａでＡ／Ｄされて、記憶回路３
ｂに記憶される（図１５）。次に、ある時間おいての画
像を取り込む（図１６）。この２枚の画像を比較して移
動物体を検知する。この後は、一定時間おきに連続的に
画像を取り込んで処理を行う。

【００１９】この変化検出ルーチンでは図１５〜図１８
の処理が行われる。ある時間ｔ＝ｔ０のときの取り込み
画像は図３である。この画像が背景画像となる。この記
憶した画像中の監視エリアの画像データは図１５であ
り、この画像は背景画像となる。ｔ＝ｔ１の時にこの撮
像領域に侵入者が入り画像が変化した。その画像を取り
込んで、記憶した画像の監視エリアの画像データが図１
６である。このデータと前記のデータとの画素単位での
輝度の差分を計算し、これを全画素について行った結果
を図１７に示す。但し、この結果は画像のノイズ成分を
はらんでいるので、ある一定値（輝度の閾値）で２値化
して本来の画像の変化分を抽出する。図１８は、図１７
の結果を「閾値＝４」で２値化している。つまり、４以
上の画素を「１」として、４以下の画素を「０」とす
る。この結果、本来の変化領域の画素１２が「１」とし
て検出される。

【００２０】ついで、この２値化画像の射影を計算す
る。まず、画像のｕ座標の各々について、図２２と同様
に２値化後の値を足し込み、ｕ軸の射影をとる。ここで
射影値が、小さい領域はノイズ成分と考えられるので、
そのノイズ成分以上の部分を抽出すると、実際の変化領
域のｕ成分が切り出される。このｕ軸の変化領域に対し
て、ｖ軸方向の射影を計算し、一定の値以上の部分を抽
出すると、変化物体を表す矩形ができる。ここで、この
取り込みの直前（ｔ＝ｔ０）の画像での結果、移動物体
を切り出せなかった時は本物体が外部より侵入してきた
と考えることができる。

【００２１】次にまた新たに画像を取り込み、前記の処
理で移動物体を切り出す。侵入物体がまだ検知エリア内
に残っているときには、再び移動物体を検知することが
できる。この時、形状・速さ・方向という３つの項目を
用いて、今回の画像取り込みでの抽出物体と前回の取り
込みでの抽出物体の照合を行なう。前回の取り込み画像
で複数個の物体が検知されたとすると、その各々のある
抽出物体について大きさ・形状の情報で、設定物体のど
れにあてはまるかを探索する。本実施例では、変化物体
の外接矩形の縦・横の長さの情報を用いて、物体を特定
する。するとこの物体の画面の垂直・水平方向の速さが
求まるので、次の画像取り込みでの移動可能な位置１３
が求める。図５〜図１０の場合は、人間と自動車が検知
されているが、人間の移動速度は小さく自動車の移動速
度は大きいために、その両者の移動可能位置は異なる。
今回の抽出物体のなかから、この移動可能位置の領域内
で、前回検知された物体と同じ大きさの物体を選ぶ。こ
の物体が侵入物体の移動した後のものだということがで
きる。この時点で侵入物体の移動方向と移動速度が求め
られる。そのため、次の取り込み画像で移動物体が検知
されたら、この移動方向情報も使って移動物体を特定す
る。そのため図１１〜図１３のように、２回目の取り込
み画像で１３ａ´で１３ａと同じ大きさの変化領域を検
知しても移動可能位置になければ、これは新たな侵入物
体と見なすことができる。

【００２２】以上のように侵入物体を追跡して、その軌
跡を画面に描く。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、お
のおのの侵入物体の移動先をその特定の速さ情報を用い
て求められ、追跡することができるので追跡をあやまる
可能性が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のブロック図である。

【図２】画像監視装置の構成図である。

【図３】通常監視時のモニタ図

【図４】検知エリア・検知の大きさと目的物体との関係
などの設定画面図。

【図５】複数の侵入物体が検知エリア内を移動している
連続画像図。

【図６】複数の侵入物体が検知エリア内を移動している
連続画像図。

【図７】複数の侵入物体が検知エリア内を移動している
連続画像図。

【図８】複数の侵入物体を追跡している連続画像。

【図９】複数の侵入物体を追跡している連続画像。

【図１０】複数の侵入物体を追跡している連続画像。

【図１１】大きさは一緒だが、変化物体が移動可能位置
にないために新たな物体と見なされた連続画像図。

【図１２】大きさは一緒だが、変化物体が移動可能位置
にないために新たな物体と見なされた連続画像図。

【図１３】大きさは一緒だが、変化物体が移動可能位置
にないために新たな物体と見なされた連続画像図。

【図１４】本実施例の処理フロ−チャ−ト。

【図１５】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す。

【図１６】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す。

【図１７】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す。

【図１８】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す。

【図１９】従来の画像監視装置の、移動物体の検出のフ
ロ−チャ−ト。

【図２０】従来の画像監視装置の、ブロック図。

【図２１】２値画像から画像の外接矩形を求める手法を
示す図。

【図２２】２値画像から画像の外接矩形を求める手法を
示す図。

【符号の説明】

１…ＩＴＶカメラ、２…伝送装置、３…処理装置、４…
ライトペン、５…モニタ、６…警報装置、７…撮像領
域、８…設定メモリ、１０…侵入位置メモリ、１１…侵
入者、１２…変化領域、１３…移動可能位置、１４…変
化物体の外接矩形。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】監視領域を撮像する撮像手段と、撮像手段で連続的に取り込まれた画像信号をディジタル
化するＡ／Ｄ変換器と、ディジタル化された画像データを記憶するデータ記憶手
段と、前記記憶画像と新たに取り込んだ画像との差より変化し
た領域を抽出する変化領域抽出手段と、前記変化領域の領域を追跡する変化領域追跡手段と取り
込み画像データをＤ／Ａ変換して表示する表示手段と、警報発令手段からなる画像監視装置であって、変化物体を複数種に分類して、各々に固有の速度を求め
てその速度と変化物体の分類で変化物体を対応付けして
追跡することを特徴とした画像監視装置。